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Reactor con núcleo de hierro para proporcionar una impedancia inductiva controlada

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Reactor de núcleo de hierro

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Un reactor con núcleo de hierro es un reactor eléctrico (inductor) que utiliza un núcleo magnético de hierro o acero para aumentar la inductancia y la concentración del flujo magnético. Está diseñado para proporcionar una impedancia inductiva controlada con el fin de compensar la potencia reactiva, limitar la corriente, filtrar armónicos y regular la tensión en los sistemas eléctricos.

A diferencia de un reactor de núcleo de aire, el núcleo de hierro proporciona una trayectoria magnética de baja reluctancia, lo que permite un tamaño físico más reducido para el mismo valor de inductancia.

1. Principio de funcionamiento
Cuando la corriente alterna fluye a través del devanado del reactor:
·La bobina produce un campo magnético.
·El núcleo de hierro concentra y refuerza el flujo magnético.
·La energía magnética almacenada crea una reactancia inductiva que limita la corriente o absorbe la potencia reactiva.

2. Construcción principal
Núcleo magnético
·Núcleo laminado de acero al silicio
·Reduce las pérdidas por corrientes parásitas
·Diseñado para evitar una saturación excesiva
Bobinados
·Conductores de cobre o aluminio
·Bobinado con capa aislante o bobinado en disco
·Diseñados para ofrecer resistencia térmica y mecánica
Sistema de aislamiento
·Aislamiento de tipo seco o aislamiento en aceite
·Dependiendo de la tensión y la aplicación
Sistema de refrigeración
·Refrigeración por aire natural (AN)
·Refrigeración por aire forzado (AF)
·Refrigeración por aceite (ONAN/ONAF) para unidades de gran tamaño

3. Tipos de reactores con núcleo de hierro

A.) Reactor de derivación con núcleo de hierro
Finalidad:
·Absorbe el exceso de potencia reactiva de las líneas de transmisión
·Controla la sobretensión causada por la capacitancia del cable
Aplicaciones:
·Sistemas de transmisión de tensión extraalta
·Redes de cables subterráneos
Valores nominales típicos:
·De 35 kV a 765 kV
·Capacidad de varios MVAR

B.) Reactor limitador de corriente con núcleo de hierro
Finalidad:
·Aumenta la impedancia del sistema
·Limita la corriente de cortocircuito
Aplicaciones:
·Circuitos de salida de generadores
·Conexiones de enlace entre barras colectoras
·Redes eléctricas industriales
Ventajas:
·Protege los disyuntores y los transformadores
·Reduce la energía de fallo

C.) Reactor de filtro con núcleo de hierro
Finalidad:
·Reduce las corrientes armónicas
·Suaviza la salida del convertidor
Aplicaciones:
·Sistemas de CC de alta tensión
·Estaciones rectificadoras
·Convertidores industriales

D.) Reactor de suavizado con núcleo de hierro
Se utiliza en sistemas de CC para:
·Reducir la ondulación de la corriente
·Mejorar la estabilidad de la corriente continua
Aplicaciones:
·Transmisión de CC de alta tensión
·Sistemas de almacenamiento de energía en baterías

4. Ventajas
·Alta densidad de inductancia: tamaño más reducido en comparación con los de núcleo de aire
·Diseño compacto: requiere menos espacio de instalación
·Fuerte acoplamiento magnético: almacenamiento eficiente de energía
·Adecuado para sistemas de baja frecuencia: eficaz a 50/60 Hz
·Alta capacidad de potencia reactiva: adecuado para grandes sistemas de compensación

5. Especificaciones típicas
·Clase de tensión: 6 kV – 765 kV
·Frecuencia: 50/60 Hz
·Capacidad: desde kVAR hasta cientos de MVAR
·Material del núcleo: acero al silicio
·Refrigeración: por aire o por aceite
·Instalación: en interiores/exteriores
·Aislamiento: de tipo seco o sumergido en aceite

6. Aplicaciones
·Control de tensión en líneas de transmisión
·Compensación de potencia reactiva
·Protección de bancos de condensadores
·Filtrado de armónicos
·Estaciones convertidoras de CC de alta tensión
·Sistemas eléctricos industriales
·Plantas de energía renovable
·Instalaciones de hornos de arco

Resumen del reactor con núcleo de hierro:
Un reactor con núcleo de hierro es un reactor de alta inductancia que utiliza un núcleo magnético laminado para lograr un control reactivo compacto y potente. Se utiliza habitualmente en sistemas de transmisión de alta tensión, compensación en derivación y aplicaciones de calidad de la energía a gran escala en las que se requieren una alta inductancia y una gran capacidad de potencia reactiva.